EP0325976A2 - Pneumatic flotation cell - Google Patents
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- B03D1/247—Mixing gas and slurry in a device separate from the flotation tank, i.e. reactor-separator type
Definitions
- the invention relates to a device for carrying out a pneumatic flotation consisting of a separation cell with a discharge for the flotation outlets and with a foam gutter and associated discharge and at least one gassing reactor connected to the separation cell for the slurry to be flotated.
- a generic flotation plant is mentioned in the publication "5 years of operating experience with pneumatic flotation in hard coal processing", Processing Technology No. 1/1987, pages 1 - 9;
- the sludge aerated in the gassing reactors is introduced into the separating vessel via inlets in the wall of the cone shaped into the cone, the slurry flowing into the separating vessel in a free jet.
- the known system has the disadvantage that a correspondingly high outlet speed of the sludge results in the area of the inlets for the gassed sludge into the separation vessel.
- the associated turbulence disadvantageously means that solid particles with air bubbles do not accumulate on the foam layer, but instead reach the sinking flow of the flotation outlets immediately or after the air bubbles have been torn off due to turbulence. This is associated with a deterioration in the sorting result.
- the object of the invention is therefore to remedy this situation and to provide a device for carrying out a pneumatic flotation, by means of which the sorting result of pneumatic flotation systems is significantly improved.
- the invention is associated with the advantage that the flow energy is reduced in the settling section switched between the gassing reactor and the separating vessel, so that the sludge enters the separating vessel at the transition from the settling section without any significant turbulence, which is why the sorting process takes place there without any impairment Can be found.
- care must be taken within the scope of the invention that a sufficient flow speed for transporting the conditioned slurry into the separation vessel is ensured.
- the calming section is designed as a riser pipe, which is led up into the separating vessel and in it with its turbidity outlet to just below the underside of the foam layer formed during the flotation process.
- the airy valuable material can best be classified in the foam layer without the bubbles tearing off;
- the flotation outlets that are carried decrease immediately after they emerge from the riser pipe from the calmed turbidity to the discharge for the flotation outlets at the bottom of the separation cell.
- the riser tube can be displaced or it can be formed from two pipe parts pushed into one another like a telescope.
- the invention also has advantages with regard to improving the sorting result if certain dimensional relationships between the riser pipe and the separating vessel are adhered to, since the slurry fed in via the riser pipe should cover as large a foam area as possible in order to achieve good efficiency to ensure the flotation plant.
- the ratio of the cross-sectional area of the riser pipe to the cross-sectional area of the phase separation cell should be less than 1.25.
- the flotation system 10 has a separating cell 11, the bottom wall 12 of which is placed in a funnel shape at an angle downward, a discharge opening 14 for the lowered flotation outlets being arranged at the base of the side wall 13 which comes together there.
- the separation cell 11 opens into a circumferential foam gutter 15 with a foam product discharge 16.
- two separation cells 11 are combined in a foam gutter 15.
- Each separation cell 11 is assigned a gassing reactor 17 which is arranged at a distance from the separation cell below it. Bridging the distance between separation cell 11 and associated gassing reactor 17, a riser pipe 18 is arranged as a calming section, which with its upper turbidity outlet 19 enters the separation Cell 11 into it - and led up to this near to the lower edge of a foam layer, which is not shown in detail, but which occurs in the operation of the flotation system 10 in the upper region of the separation cell 11.
- an emergency drain 20 is located at the lower end of the riser pipe 18.
- slurry to be floated is aerated in the gassing reactor 17 and, due to the high specific energy input required, enters the riser pipe 18 at a comparatively high speed.
- the flow energy degrades to such an extent that the conditioned slurry enters the separation cell 11 at the slurry outlet 19 without any significant turbulence.
- the distance between turbidity outlet 19 and the lower limit of the foam layer is dimensioned such that, on the one hand, the heavier leaving particles not contaminated with air bubbles separate from the foam and sink to the discharge opening 14, and on the other hand, those contaminated with valuable material Bubbles can be integrated into the existing foam layer as quickly as possible without the bubbles being destroyed or the adhesion between the bubbles and the valuable substance being impaired.
- the dimensions of the riser pipe 18 in relation to the surface of the separation cell 11 are also related to the advantageous effect of the flotation system according to the invention, since, due to the spreading of the cloudy area after leaving the cloudy outlet 19, the one which is also given as a function of the distance of the cloudy outlet 19 from the lower foam limit Size of the foam area should roughly match the spreading area of the slurry.
- the design rules for this are to be coordinated depending on the capacity of the separation cell and the flotation specifications.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung einer pneumatischen Flotation bestehend aus einer Trennzelle mit einem Austrag für die Flotationsabgänge und mit einer Schaumfangrinne und zugeordnetem Austrag sowie aus wenigstens einem mit der Trennzelle verbundenen Begasungsreaktor für die zu flotierende Trübe.The invention relates to a device for carrying out a pneumatic flotation consisting of a separation cell with a discharge for the flotation outlets and with a foam gutter and associated discharge and at least one gassing reactor connected to the separation cell for the slurry to be flotated.
Eine gattungsgemäße Flotationsanlage ist in der Veröffentlichung "5 Jahre Betriebserfahrung mit der pneumatischen Flotation in der Steinkohlenaufbereitung", Aufbereitungs-Technik Nr. 1/1987, Seite 1 - 9, erwähnt; hierbei wird die in den Begasungsreaktoren belüftete Trübe über im unteren Teil des spitzkegelförmigen Trenngefäßes in dessen Wandung eingelassene Einläufe in das Trenngefäß eingeleitet, wobei die Trübe in freiem Strahl in das Trenngefäß einströmt.A generic flotation plant is mentioned in the publication "5 years of operating experience with pneumatic flotation in hard coal processing", Processing Technology No. 1/1987, pages 1 - 9; In this case, the sludge aerated in the gassing reactors is introduced into the separating vessel via inlets in the wall of the cone shaped into the cone, the slurry flowing into the separating vessel in a free jet.
Bei der pneumatischen Flotation kommt es bei der Zustellung der Trübe besonders darauf an, durch die Bildung von kleinen Blasen und eine gute Dispergierung der Blasen in der zugestellten Trübe eine gute Anlagerung der in der Trübe befindlichen Wertfeststoffe an die Blasen sicherzustellen. Hierzu sind bekanntermaßen hohe Fluidgeschwindigkeiten und hohe spezifische Energieeinträge Voraussetzung.In the case of pneumatic flotation, it is particularly important when the sludge is fed in that the formation of small bubbles and good dispersion of the bubbles in the slurry that is delivered ensure that the sludge is well deposited to ensure that valuable solids in the cloudiness are present on the bubbles. As is known, high fluid velocities and high specific energy inputs are a prerequisite for this.
Mit der bekannten Anlage ist in diesem Zusammenhang nun der Nachteil verbunden, daß sich im Bereich der Einläufe für die begaste Trübe in das Trenngefäß eine entsprechend große Austrittsgeschwindigkeit der Trübe ergibt. Die damit verbundenen Turbulenzen bewirken in nachteiliger Weise, daß mit Luftbläschen behaftete Feststoffteilchen sich nicht an der Schaumschicht anlagern, sondern unmittelbar oder nach turbulenzbedingtem Abreißen der Luftbläschen in den Sinkstrom der Flotationsabgänge gelangen. Hiermit ist eine Verschlechterung des Sortierergebnisses verbunden.In this context, the known system has the disadvantage that a correspondingly high outlet speed of the sludge results in the area of the inlets for the gassed sludge into the separation vessel. The associated turbulence disadvantageously means that solid particles with air bubbles do not accumulate on the foam layer, but instead reach the sinking flow of the flotation outlets immediately or after the air bubbles have been torn off due to turbulence. This is associated with a deterioration in the sorting result.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen und eine Vorrichtung zur Durchführung einer pneumatischen Flotation zur Verfügung zu stellen, mittels derer das Sortierergebnis von pneumatischen Flotationsanlagen deutlich verbessert wird.The object of the invention is therefore to remedy this situation and to provide a device for carrying out a pneumatic flotation, by means of which the sorting result of pneumatic flotation systems is significantly improved.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung vorangestellt sind.This object is achieved, including advantageous refinements and developments, from the content of the claims which precede this description.
Mit der Erfindung ist der Vorteil verbunden, daß in der zwischen Begasungsreaktor und Trenngefäß eingeschalteten Beruhigungsstrecke ein Abbau der Strömungsenergie erfolgt, so daß die Trübe am Übergang der Beruhigungsstrecke in das Trenngefäß ohne nennenswerte Turbulenzen in das Trenngefäß eintritt, weswegen dort der Sortiervorgang ohne eine Beeinträchtigung statt finden kann. Bei der Bemessung der Beruhigungsstrecke ist im Rahmen der Erfindung dafür Sorge zu tragen, daß eine ausreichende Strömungsgeschwindigkeit zum Transport der konditionierten Trübe in das Trenngefäß gewährleistet ist.The invention is associated with the advantage that the flow energy is reduced in the settling section switched between the gassing reactor and the separating vessel, so that the sludge enters the separating vessel at the transition from the settling section without any significant turbulence, which is why the sorting process takes place there without any impairment Can be found. When dimensioning the calming section, care must be taken within the scope of the invention that a sufficient flow speed for transporting the conditioned slurry into the separation vessel is ensured.
Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Beruhigungsstrecke als Steigrohr ausgeführt, welches bis in das Trenngefäß hinein und in demselben mit seinem Trübeaustritt bis dicht unter die Unterseite der beim Flotationsvorgang sich ausbildenden Schaumschicht hochgeführt ist. Auf diese Weise kann sich der luftbehaftete Wertstoff am besten in die Schaumschicht einordnen, ohne daß es zu Abrissen der Bläschen kommt; die mitgetragenen Flotationsabgänge sinken nach Austritt aus dem Steigrohr von der beruhigten Trübe sofort zum Austrag für die Flotationsabgänge am Boden der Trennzelle ab.According to a preferred embodiment of the invention, the calming section is designed as a riser pipe, which is led up into the separating vessel and in it with its turbidity outlet to just below the underside of the foam layer formed during the flotation process. In this way, the airy valuable material can best be classified in the foam layer without the bubbles tearing off; The flotation outlets that are carried decrease immediately after they emerge from the riser pipe from the calmed turbidity to the discharge for the flotation outlets at the bottom of the separation cell.
Um die Flotationsanlage im einzelnen besser einstellbar zu halten, kann nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen sein, das Steigrohr bezüglich seines Trübeaustritts regulierbar einzustellen, um eine diesbezügliche Anpassung des Abstandes des Trübeaustrittes von der Schaumunterkante vornehmen zu können. Hierbei kann entweder das gesamte Steigrohr verschiebbar oder dieses aus zwei nach Art eines Teleskops ineinander eingeschobenen Rohrteilen gebildet sein.In order to keep the flotation system more adjustable in detail, it can be provided according to one embodiment of the invention to adjust the riser tube with respect to its cloudy discharge in order to be able to adjust the distance of the cloudy discharge from the lower edge of the foam. In this case, either the entire riser pipe can be displaced or it can be formed from two pipe parts pushed into one another like a telescope.
Die Erfindung bringt weiterhin Vorteile im Hinblick auf die Verbesserung des Sortierergebnisses mit sich, wenn bestimmte Abmessungsverhältnisse zwischen Steigrohr und Trenngefäß eingehalten werden, da die über das Steigrohr eingespeiste Trübe eine möglichst große Schaumfläche bestreichen soll, um einen guten Wirkungsgrad der Flotationsanlage zu gewährleisten. In diesem Zusammenhang hat sich herausgestellt, daß das Verhältnis der Querschnittsfläche des Steigrohres zur Querschnittsfläche der Phasentrennzelle einen Wert von 1,25 unterschreiten sollte.The invention also has advantages with regard to improving the sorting result if certain dimensional relationships between the riser pipe and the separating vessel are adhered to, since the slurry fed in via the riser pipe should cover as large a foam area as possible in order to achieve good efficiency to ensure the flotation plant. In this connection it has been found that the ratio of the cross-sectional area of the riser pipe to the cross-sectional area of the phase separation cell should be less than 1.25.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, welches nachstehend beschrieben ist. Es zeigen:
- Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Seitenansicht,
- Fig. 2 den Gegenstand der Figur 1 in Vorderansicht.
- 1 shows a device according to the invention in a side view,
- Fig. 2 shows the subject of Figure 1 in front view.
Die Flotationsanlage 10 weist eine Trennzelle 11 auf, deren Bodenwand 12 trichterförmig schräg nach unten gestellt ist, wobei am Fußpunkt der dort damit zusammenkommenden Seitenwandung 13 eine Austragsöffnung 14 für die abgesunkenen Flotationsabgänge angeordnet ist. Am oberen Ende mündet die Trennzelle 11 in eine umlaufende Schaumfangrinne 15 mit einem Schaumproduktaustrag 16. In Figur 2 sind beispielsweise zwei Trennzellen 11 in einer Schaumfangrinne 15 zusammengefaßt.The
Jeder Trennzelle 11 ist ein Begasungsreaktor 17 zugeordnet, der mit Abstand zur Trennzelle unterhalb derselben angeordnet ist. Den Abstand zwischen Trennzelle 11 und zugeordnetem Begasungsreaktor 17 überbrückend ist ein Steigrohr 18 als Beruhigungsstrecke angeordnet, welches mit seinem oberen Trübeaustritt 19 in die Trenn zelle 11 hinein - und in dieser bis nahe an die Unterkante einer im einzelnen nicht dargestellten, im Betrieb der Flotationsanlage 10 sich aber im oberen Bereich der Trennzelle 11 einstellenden Schaumschicht hochgeführt.Each
Je nach Ausbildung des Flotationsgutes ist es zweckmäßig, die Lage des Trübeaustrittes 19 regulierbar zu halten, beispielsweise durch eine verschiebbare Anordnung des Steigrohres 18 insgesamt oder durch dessen Ausbildung als teleskopisch bewegbares Rohr; letzteres ist aber im einzelnen nicht dargestellt. Am unteren Ende des Steigrohres 18 befindet sich ein Notablaß 20.Depending on the design of the flotation material, it is expedient to keep the position of the
Im Betrieb wird zu flotierende Trübe im Begasungsreaktor 17 belüftet und tritt aufgrund des dabei erforderlichen hohen spezifischen Energieeintrages mit einer vergleichsweise großen Geschwindigkeit in das Steigrohr 18 ein. Auf der so gebildeten Beruhigungsstrecke baut sich die Strömungsenergie so weit ab, daß die konditionierte Trübe am Trübeaustritt 19 ohne nennenswerte Turbulenzen in die Trennzelle 11 eintritt. Hierbei ist es nach der Erfindung besonders vorteilhaft, wenn dabei die Entfernung zwischen Trübeaustritt 19 und der Untergrenze der Schaumschicht so bemessen ist, daß einerseits die nicht mit Luftbläschen behafteten schwereren Abgangsteilchen sich vom Schaum trennen und zur Austragsöffnung 14 absinken, daß andererseits die mit Wertstoff behafteten Bläschen sich möglichst rasch in die bestehende Schaumschicht einbinden können, ohne daß es zu Zerstörungen der Bläschen oder Beeinträchtigung der Haftung zwischen Bläschen und Wertstoff kommt.During operation, slurry to be floated is aerated in the
In einen Zusammenhang mit der vorteilhaften Wirkung der erfindungsgemäßen Flotationsanlage stehen auch die Abmessungen des Steigrohres 18 im Verhältnis zur Oberfläche der Trennzelle 11, da aufgrund der sich flächenhaft ausbreitenden Trübe nach Verlassen des Trübeaustritts 19 die auch in Abhängigkeit vom Abstand des Trübeaustritts 19 von der Schaumuntergrenze gegebene Größe der Schaumfläche in etwa mit der Ausbreitungsfläche der Trübe übereinstimmen sollte. Die Bemessungsregeln dazu im einzelnen sind in Abhängigkeit von den Kapazitätsverhältnissen der Trennzelle sowie den Flotationsvorgaben jeweils abzustimmen.The dimensions of the
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen, der Zusammenfassung und der Zeichnung offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.The features of the subject matter of these documents disclosed in the above description, the patent claims, the abstract and the drawing can be essential individually or in any combination with one another for realizing the invention in its various embodiments.
Claims (7)
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen Begasungsreaktor (17) und Trennzelle (11) zum Abbau der Strömungsenergie der belüfteten Trübe eine Beruhigungsstrecke (18) eingeschaltet ist.1. A device for carrying out a pneumatic flotation consisting of a separation cell with an outlet for the flotation outlets and with a foam gutter and associated outlet, and also at least one gassing reactor for the slurry to be flotated, which is arranged outside the separation cell and connected to the separation cell,
characterized,
that between the gassing reactor (17) and separation cell (11) to reduce the flow energy of the aerated slurry, a calming section (18) is switched on.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Beruhigungsstrecke als zwischen dem unterhalb der Trennzelle (11) angeordneten Begasungsreaktor (17) und der Trennzelle (11) angeordnetes Steigrohr (18) ausgebildet ist.2. Device according to claim 1,
characterized by
that the calming section is designed as a riser pipe (18) arranged between the gassing reactor (17) arranged below the separation cell (11) and the separation cell (11).
dadurch gekennzeichnet,
daß das Steigrohr (18) mit seinem Trübeaustritt (19) in die Trennzelle (11) hineingeführt und bis nahe an die im oberen Bereich der Trennzelle (11) eingestellte Schaumschicht hochgeführt ist.3. Device according to claim 1 or 2,
characterized by
that the riser pipe (18) with its turbidity outlet (19) leads into the separation cell (11) and is brought up close to the foam layer set in the upper region of the separation cell (11).
dadurch gekennzeichnet,
daß der Trübeaustritt (19) des Steigrohres (18) in dessen Längsachse verschiebbar ist.4. The device according to claim 3,
characterized by
that the turbidity outlet (19) of the riser pipe (18) is displaceable in its longitudinal axis.
dadurch gekennzeichnet,
daß das Steigrohr (18) als solches verschiebbar ist.5. The device according to claim 4,
characterized by
that the riser pipe (18) is movable as such.
dadurch gekennzeichnet,
daß das Steigrohr (18) aus mindestens zwei teleskopisch ineinandergeschobenen Einzelrohren besteht.6. The device according to claim 4,
characterized by
that the riser pipe (18) consists of at least two telescopically telescoped individual pipes.
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verhältnis des Steigrohrquerschnitts zum Querschnitt der zugeordneten Trennzelle kleiner als 1,25 ist.7. Device according to one of claims 1-6,
characterized by
that the ratio of the riser cross section to the cross section of the assigned separation cell is less than 1.25.
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PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
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PUAL | Search report despatched |
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STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
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Effective date: 19911228 |